2019高中物理模块综合测评(含解析)沪科选修31

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模块综合测评

一、选择题(本题共10小题,每题5分,共50分。在每题给出的四个选项中,第1~6题只有一

个选项吻合题目要求,第7~10题有多个选项吻合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3

分,有错选的得0分)

1.(2014·上海检测)在以下列图的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,

则在C和D端输出的电信号分别为( )

和1和0分析:B端输入“0”,经过“非”门输出“1”,则D端输出“1”;同时输出的“1”与A端输入的“1”一起输入“与”门,在C端输出“1”。选项C正确。答案:C

2.(2014·黑龙江哈尔滨检测)以下列图,有一所带电荷量为+q的点电荷与均匀带电的圆形薄板相距

为2d,圆形薄板带的电荷量为-Q,点电荷到带电薄板的垂线经过板的圆心。若图中b点处的电场强

度为零,则图中a点处的电场强度大小是( )

A.

C.

????

9??2

??(??+??)

??2

B.

D.

????

9??2

????

??2

分析:由于b点合场强为零,则圆形薄板在b点产生的场强为E=k??2=k??,依照对称性可知圆形薄(3??)9??2??板在a点产生的场富强小与b点相等、方向相反;点电荷在a点产生的场强为E'=k,故2??10??Ea=E+E'=k9??2,选项A正确。

答案:A

3.(2014·安徽合肥检测)一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平

行实线是等势面,则以下说法正确的选项是( )

A.a点的电势比b点低

B.电子在a点的加速度方向向右

C.电子从a点到b点动能减小

1

D.电子从a点到b点电势能减小

分析:由题意可知电场线垂直等势面向上,则a点电势比b点高,选项A错误;电子碰到电场力与电

场线反向,故加速度方向向下,选项B错误;电子由a点运动到b点的过程中,电场力做负功,电势能增加,动能减小,选项C正确,选项D错误。

答案:C

4.(2014·新疆乌鲁木齐检测)以下列图电路,电源内阻不能忽略,R0为定值电阻,开关S闭合后,滑动变阻器滑片P置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8V,当滑片从中点向b端搬动距离s后,电压表示数变为6V;滑片从中点向a端搬动距离s后,电压表示数为( )

分析:设电源电动势为,内阻为r,滑动变阻器的总电阻为,长度为s的电阻为R',由闭合电路的??E??R11'×R,联立两式可解得R'=??+??+??×R;U=3210020????002??2端搬动距离s后,由U=??+??0+??2-??'×R0,联立解得U=12V,选项D正确。答案:D5.以下列图,两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流,a碰到的磁场力大小为F1。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a碰到的磁场力大小变为F2,则此时b碰到的磁场力大小变为()

A.FB.F-F221C.F1+F2F1-F2分析:依照安培定则和左手定则,能够判断a导线受b中电流形成的磁场的作用力F1,方向向左。同理b受a中电流形成磁场的作用力大小也是F,方向向右。新加入的磁场无论什么方向,a、b碰到1的这个磁场的作用力F总是大小相等、方向相反。若是F与F1方向相同,则两导线碰到的力大小都是F+F1。若F与F1方向相反,a、b碰到的力的大小都是|F-F1|。因此当再加上磁场时,若a受的磁场力大小是F2,b受的磁场力大小也是F2,选项A正确。答案:A

6.(2014·吉林长春检测)以下列图,A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1

cm的圆与两坐标轴的交点,已知、、C三点的电势分别为15V、3V、φ=-3V。由此可ABC得D点的电势为( )

2

分析:由于电场为匀强电场,则φA-φB=φD-φC,解得φD=9V,选项D正确。

答案:D

7.以下列图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打

到屏P上。不计重力,以下说法正确的有( )

A.a、b均带正电B.a在磁场中翱翔的时间比b的短C.a在磁场中翱翔的行程比b的短D.a在P上的落点与O点的距离比b的近分析:由左手定则可判断粒子a、b均带正电,选项A正确;由于是同种粒子,且粒子的速度大小相等,因此它们在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半径????2π??也相同,画出粒子的运动轨迹R=相同,周期T=????????图可知,b在磁场中运动轨迹是半个圆周,a在磁场中运动轨迹大于半个圆周,选项A、D正确。

答案:AD

8.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E

和Q表示。以下说法正确的选项是( )

A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半

B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍

C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半

D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半

3

??分析:由E=??可知,若保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半,A项正确;若保持E不????????变,将d变为原来的一半,则U变为原来的一半,B项错误。由C=??,C=4??π??,E=??可得4????π??4????πU=????,E=????,因此,保持d不变,若Q变为原来的两倍,则U变为原来的两倍,C项错误;保持d不变,若Q变为原来的一半,E变为原来的一半,D项正确。

答案:AD

9.(2014·吉林检测)用一金属窄片折成一矩形框架水平放置,框架右边上有一极小张口。匀强磁场

的磁感觉强度大小为B,方向垂直于纸面向里,以下列图,框架以速度v1向右匀速运动,一带电油滴质

量为m、电荷量为q,以速度v2从右边张口处水平向左射入,若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动,

则( )

A.油滴带正电,且逆时针做匀速圆周运动

B.油滴带负电,且顺时针做匀速圆周运动

C.圆周运动的半径必然等于

D.油滴做圆周运动的周期等于

????1

????

2π??1

??

分析:矩形框架在向右运动过程中,两板的电势差U=Bdv1,由右手定则,上板带正电,产生向下的电场,

带电粒子要做匀速圆周运动,只有碰到向上的电场力和向下的重力平衡,尔后仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,因此油滴带负电,且满足mg=qBv1,依照左手定则可知油滴必然沿顺时针做匀速圆周运动,选项A错误,选项B正确;由带电粒子在磁场中运动的半径公式r=????2,选项C错误;油滴2π??????做圆周运动的周期由T=????,联立得选项D正确。答案:BD

10.(2014·江苏高邮检测)空间某一静电场的电势φ在x轴上分布以下列图,x轴上两点B、C的电

场强度在x方向上的重量分别是EBx、ECx,以下说法中正确的有( )

A.EBx的大小大于ECx的大小

B.EBx的方向沿x轴正方向

C.电荷在O点碰到的电场力在x方向上的重量最大

D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功

分析:从题图上分析为一点电荷产生的电场,B点距O点较近,则B点电场强度的大小大于C点的电

场强度,选项A正确;EBx沿x轴负方向,电荷在O点碰到的电场力合力为零,负电荷从B到C的过程中电势先高升后降低,电场力先做正功后做负功,选项B、C错误,选项D正确。

4

答案:AD

二、填空题(本题共2小题,共16分)

11.(8分)(1)在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中,利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程

以下列图,校零时的读数为mm,合金丝的直径为mm。

为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图甲所示的实验电路图,依照该电路图完成图乙中的实物电路连接。

分析:(1)校零时的读数为0.7×0.01mm=0.007mm;依照螺旋测微器的读数规则可知,测量的读数为×0.01mm=0.645mm,因此合金丝的直径为。

实物连接以下列图。

答案:(1)0.0070.638(2)如分析图所示

12.(8分)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路能够等效为一个直流电源(一般为电池)、

一个电阻和一表头相串通,两个表笔分别位于此串通电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电

动势,给定的器材有待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表

调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于合适数值。完成以下填空:

(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为(选填“红”或“黑”)色。

图1

5

(2)若合适调治电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a)、(b)、(c)所示,

则多用电表的读数为Ω,电流表的读数为mA,电阻箱的读数为Ω。

图2(a)

图2(b)

图2(c)

(3)将图1中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为mA。(保留3位有效数

字)

(4)计算获取多用电表内电池的电动势为V。(保留3位有效数字)分析:(1)依照“多用表欧姆挡工作时内置电源正极与黑表笔相连”及“电流表工作时电流应由+接线柱流入”可知表笔a应为黑色。(2)由于多用表调至×1Ω挡,据读数规则可知多用表读数为14.0Ω;电流表读数为53.0mA;电阻箱读数应为(1×4016)Ω46Ω。+.×=.??(3)据图2(a)可知多用电表调至×1Ω挡时其内阻为15Ω,据各表读数可知(15+14)Ω=53mA,则两??表笔短接时流过多用电表的电流为15Ω=102mA。(4)据闭合电路欧姆定律可知多用表内电池的电动势为(1514)×53×10-3V154V。E=+=.答案:(1)黑(2)14.053.04.6

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(3)102(4)1.54三、计算题(本题共3小题,共34分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能够得分,有数值计算的题,答案中必定写出数值和单位)13.(8分)(2014·山东泰安检测)电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般拥有加R、热和保温功能,其工作原理大体相同。图①为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝1R2和自动开关S。

当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?

(2)用电器由照明电路供电(U=220V),设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电功率为40W,则R1和R2分别为多大?(3)若将图①中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图②所示,其他条件不变,求该用电器工作小时耗资的电能。

分析:(1)S闭合,处于加热状态;S断开,处于保温状态。

??2(2)由电功率公式得1①P=??1P2=??2②??1+??2联立①②得R1=121Ω,R2=1089Ω。二极管导通时处于加热状态,二极管截止时,用电器处在保温状态。

????5W=P12+P22=0.22kW·h(或7.92×10J)。答案:(1)S闭合,处于加热状态,S断开,处于保温状态(2)1121Ω21089Ω(3)0.22kW·h(或7.92×105J)R=R=14.(10分)(2014·福建厦门检测)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程近似。以下列图,在虚线两侧分别存在着方向相反的两MN个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是20103N/C和403×10N/C,方向以下列图。带电微粒质量12m=1.0×10-20kg,电荷量q=-1.0×10-9C,A点距虚线MN的距离d1=1.0cm,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应。求:

(1)B点距虚线MN的距离d2;

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带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t。

分析:(1)带电微粒由A运动到B的过程中,由动能定理有11220①|q|Ed-|q|Ed=??1d=0.50cm。②221(2)设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a、a,由牛顿第二定律有|q|E=ma③1211|q|E2=ma2④设微粒在虚线两侧运动的时间分别为t1、2,由运动学公式有1112⑤MNtd=2a??1d2=1a2??22⑥2又t=t1+t2⑦8由②③④⑤⑥⑦式解得t=1.5×10s。

答案:(1)0.50cm(2)1.5×10-8s15.(16分)(2014·四川成都检测)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感觉强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向

成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成60°角射出磁场,以下列图。不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;

粒子从M点运动到P点的总时间t;

匀强电场的电场强度大小E。

分析:(1)以下列图,设粒子过N点时的速度为v,依照平抛运动的速度关系得v=??0=2v0,分别过N、P点作速度方向的垂线,订交于Q点,则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心cos60°,依照牛顿第二定????2律得qvB=??,

2????0联立解得轨道半径R=????。

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(2)设粒子在电场中运动的时间为t1,有ON=v0t1

由几何关系得ON=Rsin30°+R